摘要：簡述長壽命瀝青路面的發(fā)展歷史，分析了長壽命瀝青路面原理、結(jié)構(gòu)功能和材料的選擇。

關(guān)鍵詞：長壽命；抗剪性；功能層；磨耗層

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-8136(2009)35-0061-02

建國至今，中國高速公路通車?yán)锍?.03萬km，位居世界第二位。2008年，美國經(jīng)濟(jì)危機(jī)沖擊著全球經(jīng)濟(jì)體系，中國為抵御經(jīng)濟(jì)環(huán)境的不利影響，提出加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長的計(jì)劃。因此，中國高速公路還將持續(xù)且迅猛的發(fā)展。

但是在中國公路事業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，一些新建公路的早期路面損壞現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。主要原因?yàn)閭鹘y(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)在一定程度上還不夠完善，甚至存在著一定的問題。

1 概念、技術(shù)及特點(diǎn)

1.1 概念

長壽命路面在美國被稱作長效性或永久性路面。美國瀝青路面協(xié)會(APA)關(guān)于永久性路面的定義為：路面使用年限至少為35年，并且在使用年限內(nèi)確保路面不發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，只需進(jìn)行周期性養(yǎng)護(hù)，平均罩面時(shí)間不小于12年。但各國長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)年限規(guī)定并不一致，具體情況見表1。

1.2 技術(shù)

長壽命路面是通過周期性地更換瀝青面層來獲得瀝青路面結(jié)構(gòu)更長的服務(wù)性能，其技術(shù)核心：路面材料的選擇和路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)，長壽命路面不僅適用于大交通量道路，經(jīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后也可用于中、低等級交通量道路。

1.3 特點(diǎn)

長壽命路面瀝青主要特點(diǎn)：厚度較傳統(tǒng)瀝青砼路面厚度大，服務(wù)周期長(表面功能層壽命應(yīng)達(dá)到8年以上；主要承重層壽命應(yīng)達(dá)到40年以上)。維修方便且費(fèi)用低。

2 原理、功能分析和選材

2.1 原理分析

長壽命瀝青路面是基于力學(xué)的長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)方法，其實(shí)質(zhì)在于運(yùn)用力學(xué)的方法來分析路面結(jié)構(gòu)對自然氣候和行車荷載等因素的響應(yīng)。

中國目前采用的設(shè)計(jì)方法為抗剪性概念的長壽命瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)原理見圖1。 長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要達(dá)到3個(gè)目標(biāo)：①不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞，包括結(jié)構(gòu)性裂縫和結(jié)構(gòu)性車轍；②路面破壞僅發(fā)生在路面表層且能迅速修復(fù)；③定期的路面表層養(yǎng)護(hù)、檢修和更換，使路面結(jié)構(gòu)達(dá)到長壽命(超過50年)。

2.2 功能分析

抗剪性概念的長壽命瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)方法是一種基于路面結(jié)構(gòu)分層及各層功能特點(diǎn)的長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。在路面設(shè)計(jì)時(shí)，將上面層設(shè)計(jì)為功能層，將中、下面層及基層設(shè)計(jì)為路面結(jié)構(gòu)的承重層(結(jié)構(gòu)示意見圖2)。長壽命路面的破壞主要是磨耗層自上而下的功能性破壞。因此，為確保路面結(jié)構(gòu)的完整。各結(jié)構(gòu)層需各行其職，發(fā)揮其各自功能。

磨耗層：抵御車轍、老化、溫度開裂和磨耗；磨耗層受到自然條件(雨水、氣溫、日照)和行車荷載的作用頻繁，其具體要求依賴于交通條件、環(huán)境因素、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)條件。中間層：抵御車轍。傳遞、分散荷載?；鶎樱涸摻Y(jié)構(gòu)層為路面承重層，抵抗層底彎拉應(yīng)變。

2.3 選材

2.3.1 磨耗層

磨耗層材料應(yīng)選擇SMA(瀝青馬蹄脂碎石混合料)、密級配混合料或OGFC(開級配瀝青磨耗層)等材料。在一些對抗車轍性能、耐久性、抗?jié)B性、抗磨損性要求高的地區(qū)，可以選擇SMA。這在交通量大且載重車多的城市區(qū)域尤為適用。在交通量小且載重車比例較少的情況下，使用密級配混合料更為適合。與SMA一樣，密級配混合料也必須滿足抗車轍、抗?jié)B、抗磨耗及氣候狀況的要求。OGFC具有優(yōu)良的抗滑性能、排水性能以及減少噪聲等優(yōu)點(diǎn)。可用于對排水有特殊要求的情況。

2.3.2 中間層

中間層最有可能出現(xiàn)剪切破壞，因此要求有較好的抗車轍性能。材料設(shè)計(jì)時(shí)可采用改性瀝青、塑料隔柵，混合料采用骨架嵌鎖結(jié)構(gòu)?？刹捎盟槭蜕暗[以確保形成集料骨架，選擇之一就是采用最大公稱直徑較大的集料。對最大公稱直徑達(dá)到37.5mm的混合料，可以使用Superpave(Superior Performing Asphalt Pave-ment.高性能瀝青路面)混合料設(shè)計(jì)方法。只要集料間保持接觸，使用小粒徑的集料也可以達(dá)到同樣效果。

2.3.3 基層

基層設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)的承重層，要求具有一定的抗車轍能力。路面結(jié)構(gòu)中，基層層底出現(xiàn)的彎拉應(yīng)力最大，在彎拉應(yīng)力的反復(fù)作用下出現(xiàn)層底疲勞開裂的可能性也最大，因此，要求基層具有很好的耐久性，優(yōu)良的抗疲勞性能。

3 結(jié)束語

如何研究設(shè)計(jì)適合中國經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件、自然條件、資源條件的長壽命瀝青路面是我們要解決的主要問題。目前，中國在長壽命瀝青路面方面的研究正逐步深入，國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)如長安大學(xué)、東南大學(xué)、交通部公路科學(xué)研究所、江蘇交通科學(xué)研究院等都對此進(jìn)行了研究，鋪筑了試驗(yàn)路，也取得了不少成就。隨著中國公路事業(yè)的不斷發(fā)展，長壽命瀝青路面將成為一個(gè)永久的話題被更為深入的研究。